什么是总有机碳？

什么是总有机碳？

所有有机分子中都含有碳：总有机碳 (TOC) 是物质中有机碳浓度的量度，被认为是物质污染或纯度的最佳指标。还可以测量无机碳 (TIC)、总碳 (TC) 甚至可吹扫和不可吹扫有机碳（POC 和 NPOC）的水平。

为什么测量 TOC 很重要？

作为一种分析技术，TOC 使各行各业的公司能够了解他们使用的水是否足够干净，适合他们的流程和目的，并且一旦离开他们的场地就不会导致环境破坏。

TOC 还可以测试不同行业使用的不同清洁方法，帮助确保需要无污染水的系统可以放心地这样做。

为什么水的纯度很重要？

水在各种工业过程中有许多应用。例如，它用于制药工业、半导体制造和发电。饮用水还必须不含潜在的有害污染物。

这些以及其他应用都依赖于纯净的水。如果它被污染或污染，那么它可能会给行业及其客户或消费者带来非常严重的问题和挑战。

例如，在制药行业，高纯水是多个生产过程中必不可少的组成部分之一。细菌污染会严重影响产品质量。

水中的污染物可能是由于过滤系统故障，或存储或其他组件或过程的问题。

通常需要以这种方式测试的水类型是：

• 公共饮用水供应

• 工业废水

• 发电厂的水

• 制药商使用的水

• 电子制造中的用水量

需要对水进行测试的两个主要原因是用于工艺或质量控制，或遵守特定法规。通过测试水的纯度和测量污染物的水平，工业可以帮助保护他们的工艺、产品和消费者。

TOC 分析的方法是什么？

任何 TOC 分析都涉及三个阶段：

• 采样

• 氧化

• 检测

采样

可以手动或使用自动进样器将样品引入分析仪。

大多数 TOC分析仪使用流动注射样品引入技术，其中注射泵通过 6/8 端口阀将等分样品抽入储液罐，切换阀门，然后添加稀释剂，然后将样品注入燃烧炉或 UV 池. 一些更先进的系统不需要水库。

另一种样品引入方法是使用直接注入样品引入，其中样品直接注入到炉内的催化剂上。

流动注射是一种通常用于非常干净的样品的技术，因为 6/8 通阀和注射泵都容易受到颗粒的影响，要么阻塞流动或损坏密封件。直接进样方法可以处理“更重和更脏”的样品，因为它没有可能被堵塞的阀门或密封件。

氧化

氧化方法有很多种，最常见的三种是

• 光催化氧化 - 使用紫外线

• 化学氧化 - 使用过硫酸钠和紫外线的组合

• 高温燃烧——结合使用氧化催化剂和高温。

如今，简单的光催化氧化仪器不太常见，重要的是高温系统具有足够高的范围以确保所有碳键都可以断裂。

检测

TOC分析仪使用两种类型的检测系统：

• 非色散红外 (NDIR)

• 电导检测器。

NDIR 通过分析二氧化碳在光谱的红外区域的吸收光谱来测量二氧化碳的含量。样品产生的 CO2 在红外线源和检测器之间通过；吸收曲线的差异表明样品中的 CO2 水平不同

电导检测器测量样品中溶解二氧化碳的水平，因为这种溶解的二氧化碳会形成（非常）弱酸。电导率的差异表明样品中 CO2 的含量不同。

NDIR 探测器更为常见；它们更稳健，不易受到离子干扰，通常可以在更宽的动态范围内工作。

电导检测器更便宜，不需要载气，但它们的动态范围更有限，更容易受到干扰。

TOC分析仪可以测量哪些类型的碳？

使用 TOC 分析，您可以测量样品中不同形式的碳：

• 总有机碳 (TOC)

• 总碳 (TC)

• 总无机碳 (TIC)

• 可净化有机碳 (POC)

• 不可吹扫有机碳 (NPOC)

• 溶解有机碳 (DOC)

虽然 TOC 是迄今为止测量不同行业和应用最普遍的参数，但有时需要了解其他碳形式的含量，因此 TOC分析仪可以测量上述所有不同的碳种类非常重要。

你如何计算TOC？

TOC 将确定样品中所有有机化合物的总和，但它是一种非特定的测量形式。这意味着它无法确定存在哪些单独的有机化合物。

大多数化合物是数千种不同有机碳化合物的复杂组合。

在 TOC 分析中，有两种常用的计算/方法可用于确定 TOC 值。它们是微分法和NPOC法。

微分法需要两次分析测量。一种测量样品中的总碳，另一种测量总无机碳（样品被酸化，释放的无机碳转化为二氧化碳，然后测量）。然后使用简单的 TOC = TC – TIC 公式计算 TOC 值。

NPOC 方法通过酸化样品并吹扫几分钟以驱除吹扫的碳来执行。然后分析等分试样，并将 NPOC 值视为与 TOC 值相同。

微分法的优点是最终答案包括挥发性有机碳，但如果原始样品中无机碳的含量特别高，则此方法不太适合。由于需要两个等分试样，因此总测量时间也更长。

NPOC 方法对 TIC 含量高的样品效果更好，但这种方法的缺点是无法测量挥发性有机碳化合物。

大多数 TOC分析仪允许使用任何一种方法，有些仪器在使用 NPOC 方法时甚至会给出 TIOC 值。